图3－1－17

如图所示，一电荷量q=3×10^-5C带正电的小球，用绝缘细线悬于竖直放置足够大的平行金属板中的O点。电键S合上后，当小球静止时，细线与竖直方向的夹角α=37°。已知两板相距d=0.1m，电源电动势=15V，内阻r=0.5Ω，电阻R₁=3Ω，R₂=R₃= R₄ =8Ω。g取10m/s²，已知，。求：
17

【小题1】电源的输出功率；
【小题2】两板间的电场强度的大小；
【小题3】带电小球的质量。

如图所示，一电荷量q=3×10^-5C带正电的小球，用绝缘细线悬于竖直放置足够大的平行金属板中的O点。电键S合上后，当小球静止时，细线与竖直方向的夹角α=37°。已知两板相距d=0.1m，电源电动势=15V，内阻r=0.5Ω，电阻R₁=3Ω，R₂=R₃= R₄ =8Ω。g取10m/s²，已知，。求：
17

【小题1】电源的输出功率；
【小题2】两板间的电场强度的大小；
【小题3】带电小球的质量。

铁芯的轴线OO′在线框所在平面内，线框可随铁芯绕轴线转动。将线框的两个端点M、N接入图中装置A，在线框转动的过程中，装置A能使端点M始终与P相连，而端点N始终与Q相连。现使转子以ω=200πrad/s的角速度匀速转动。在图1中看，转动方向是顺时针的，设线框经过图1位置时t=0。(取π=3)

图1                                     图2

图3                                         图4

(1)求t=s时刻线框产生的感应电动势。

(2)在图3给出的坐标平面内，画出P、Q两点电势差U_PQ随时间变化的关系图线(要求标出横、纵坐标标度，至少画出一个周期)。

(3)如图4所示为竖直放置的两块平行金属板X、Y，两板间距d=0.17 m。将电压U_PQ加在两板上，P与X相连，Q与Y相连。将一个质量m=2.4×10^-12 kg，电量q=+1.7×10^-10 C的带电粒子，在t₀=6.00×10^-3 s时刻，从紧临X板处无初速释放。求粒子从X板运动到Y板经历的时间。(不计粒子重力)

（8分）如图17所示的装置放置在真空中，炽热的金属丝可以发射电子，金属丝和竖直金属板之间加以电压U₁=2500V，发射出的电子被加速后，从金属板上的小孔S射出。装置右侧有两个相同的平行金属极板水平正对放置，板长l=6.0cm，相距d=2cm，两极板间加以电压U₂=200V的偏转电场。从小孔S射出的电子恰能沿平行于板面的方向由极板左端中间位置射入偏转电场。已知电子的电荷量e=1.6×10^-19C，电子的质量m=0.9×10^-30kg，设电子刚离开金属丝时的速度为0，忽略金属极板边缘对电场的影响，不计电子受到的重力。求：

（1）电子射入偏转电场时的动能E_k；

（2）电子射出偏转电场时在竖直方向上的侧移量y；

（3）电子在偏转电场运动的过程中电场力对它所做的功W。